آنالیز مودال سانتریفیوژ گازی و بررسی اثر تغییر قطر و چند تکه سازی روتور

موضوع ارتعاشات پیچشی و تعیین سرعت های بحرانی رتورها یکی از مساعلی است که در مهندسی ارتعاشات مطرح می شود. این مساله یکی از مشکلات طراحی و تعمیر ماشین های دوار است. سانتریفیوژ های گازی هسته ای نیز جزو ماشین های دوار محسوب می شود. که با سرعت های دورانی بالایی، که از 700 تا 3000 دور در ثانیه دارند موجب ایجاد ارتعاش هایی در سیستم می شوند. که با توجه به حساسیت و امهیت ان ها لازم است روی این بحث توجه ویژه ای قرار گیرد. در این پژوهش به چگونگی ارتعاش روتور پرداخته شده است و به منظور واکاوی موضوع ، چگونگی شکل مود ها در فرکانس های مختلف بررسی شده است. همچنین با استفاده از روش المان محدود ویژگی های دینامیکی و ارتعاشی رتور و تعیین سرعت های بحرانی ان انالیز شده است. در ایتدا توضیحاتی در مورد انواع سانتریفیوژ های موجود در صنعت ،سانتریفیوژ گازی و قطعات ان و نحوه کارکرد و غنی سازی اورانیوم داده شده است. سپس با ثبات فرمول های مربوطه معادلات تحلیلی برای تئوری حل تیموشینکو انجام شده است. در تجلیل های ارتعاشی تیرهای دوار، با استفاده از تئوری تیموشینکو نتیج دقیق تری را ازائه می دهد، زیرا در این تحلیل اثرات تغییر شکل برشی و اینرسی دورانی نیز در نظر گرفته شده است. در این پژوهش تحلیل های به وسیله نرم افزار برای چهار مدل سانتیفیوژ به اندازه های مختلف صورت گرفته است که تاثیر قطر پوسته و همچنین تاثیر اضافه کردن واسطه ها به روتور سانتریفیوژ بر فرکانس طبیعی بررسی شده است. سپس شکل مود ها در سرعت های مختلف به وسیله نرم افزار انسیس ترسیم شده و از نتایج بدست امده نقاط بحرانی بررسی و مشخص شده است. نتایج تحلیل ها به صورت نمودار ترسیم شده و مقایسه اثرات قطر و استفاده از واسطه ها برای چند تکه کردن رتور به منظور خنثی نمودن ارتعاشات بررسی و انجام شده است.

Keywords:

ارتعاشات پیچشی , تئوری , روتور , سانتریفیوژ , سرعت های بحرانی , فرکانس های طبیعی